类和对象

C++面向对象的三大特性为：封装、继承、多态。

C++认为万事万物都皆为对象，对象上有其属性和行为。

例如：

人可以作为对象，属性有姓名、年龄、身高、体重…，行为有走、跑、跳、吃饭、唱歌…
车也可以作为对象，属性有轮胎、方向盘、车灯…，行为有载人、放音乐、放空调…
具有相同性质的对象，我们可以抽象称为类，人属于人类，车属于车类。

封装

封装的意义

封装是C++面向对象三大特性之一。

封装的意义：

将属性和行为作为一个整体，表现生活中的事物。
将属性和行为加以权限控制。

封装意义一： 在设计类的时候，属性和行为写在一起，表现事物。

语法：

class 类名{ 访问权限： 属性 / 行为 };

示例1： 设计一个圆类，求圆的周长。

示例代码：

#include <iostream>
using namespace std;
 
// 圆周率
const double PI = 3.14;
 
// 1、封装的意义
// 将属性和行为作为一个整体，用来表现生活中的事物
 
// 封装一个圆类，求圆的周长
// class代表设计一个类，后面跟着的是类名
class Circle
{
public:  // 访问权限  公共的权限
 
	// 属性
	int m_r; // 半径
 
	// 行为
	// 获取到圆的周长
	double calculatezc()
	{
		// 2 * pi * r
		// 获取圆的周长
		return 2 * PI * m_r;
	}
};
 
int main() {
 
	// 通过圆类，创建圆的对象
	// c1就是一个具体的圆
	Circle c1;
	c1.m_r = 10; // 给圆对象的半径 进行赋值操作
 
	// 2 * pi * 10 = 62.8
	cout << "圆的周长为： " << c1.calculatezc() << endl;
 
	system("pause");
 
	return 0;
}

示例2： 设计一个学生类，属性有姓名和学号，可以给姓名和学号赋值，可以显示学生的姓名和学号。

示例2代码：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
 
// 学生类
class Student {
public:
	void setName(string name) {
		m_name = name;
	}
	void setID(int id) {
		m_id = id;
	}
 
	void showStudent() {
		cout << "name:" << m_name << " ID:" << m_id << endl;
	}
public:
	string m_name;
	int m_id;
};
 
int main() {
 
	Student stu;
	stu.setName("德玛西亚");
	stu.setID(250);
	stu.showStudent();
 
	system("pause");
 
	return 0;
}

封装意义二： 类在设计时，可以把属性和行为放在不同的权限下，加以控制。

访问权限有三种：

public 公共权限 (类内可以访问类外可以访问)
protected 保护权限 (类内可以访问类外不可以访问)
private 私有权限 (类内可以访问类外不可以访问)

示例：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
 
// 三种权限
// 公共权限  public     类内可以访问   类外可以访问
// 保护权限  protected  类内可以访问   类外不可以访问
// 私有权限  private    类内可以访问   类外不可以访问
 
class Person
{
	// 姓名  公共权限
public:
	string m_Name;
 
	// 汽车  保护权限
protected:
	string m_Car;
 
	// 银行卡密码  私有权限
private:
	int m_Password;
 
public:
	void func()
	{
		m_Name = "张三";
		m_Car = "拖拉机";
		m_Password = 123456;
	}
};
 
int main() {
 
	Person p;
	p.m_Name = "李四";
	// p.m_Car = "奔驰";  // 保护权限类外访问不到
	// p.m_Password = 123; // 私有权限类外访问不到
 
	system("pause");
 
	return 0;
}

struct和class区别

在C++中 struct和class唯一的区别就在于默认的访问权限不同。

区别：

struct 默认权限为公共
class 默认权限为私有

示例：

class C1
{
	int m_A; // 默认为私有权限
};
 
struct C2
{
	int m_A; // 默认为公共权限
};
 
int main() {
 
	C1 c1;
	// c1.m_A = 10; // 错误，访问权限是私有
 
	C2 c2;
	c2.m_A = 10; // 正确，访问权限是公共
 
	system("pause");
 
	return 0;
}

成员属性设置为私有

优点1： 将所有成员属性设置为私有，可以自己控制读写权限。

优点2： 对于写权限，我们可以检测数据的有效性。

示例：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
 
class Person {
public:
 
	// 姓名设置可读可写
	void setName(string name) {
		m_Name = name;
	}
	string getName()
	{
		return m_Name;
	}
 
	// 获取年龄
	int getAge() {
		return m_Age;
	}
	// 设置年龄
	void setAge(int age) {
		if (age < 0 || age > 150) {
			cout << "你个老妖精！" << endl;
			return;
		}
		m_Age = age;
	}
 
	// 情人设置为只写
	void setLover(string lover) {
		m_Lover = lover;
	}
 
private:
	string m_Name; // 可读可写  姓名
 
	int m_Age; // 只读  年龄
 
	string m_Lover; // 只写  情人
};
 
int main() {
 
	Person p;
	// 姓名设置
	p.setName("张三");
	cout << "姓名： " << p.getName() << endl;
 
	// 年龄设置
	p.setAge(50);
	// p.setAge(-100); // 会提示错误
 
	// 情人设置
	p.setLover("苍井");
	// cout << "情人： " << p.m_Lover << endl; // 错误，只写属性不可读
 
	system("pause");
 
	return 0;
}

练习案例1：设计立方体类 设计立方体类(Cube)，求出立方体的面积和体积，分别用全局函数和成员函数判断两个立方体是否相等。 (此处省略具体代码，逻辑同上)

练习案例2：点和圆的关系 设计一个圆形类（Circle），和一个点类（Point），计算点和圆的关系。 (此处省略具体代码，逻辑同上)

对象的初始化和清理

生活中我们买的电子产品都基本会有出厂设置，在某一天我们不用时候也会删除一些自己信息数据保证安全。
C++中的面向对象来源于生活，每个对象都会有初始设置以及对象销毁前的清理数据的设置。

构造函数和析构函数

对象的初始化和清理也是两个非常重要的安全问题。一个对象或者变量没有初始状态，对其使用后果是未知。同样的使用完一个对象或变量，没有及时清理，也会造成一定的安全问题。

C++利用了构造函数和析构函数解决上述问题，这两个函数将会被编译器自动调用，完成对象初始化和清理工作。对象的初始化和清理工作是编译器强制我们做的事情，因此如果我们不提供构造和析构，编译器会提供。 编译器提供的构造函数和析构函数是空实现。

构造函数：主要作用在于创建对象时为对象的成员属性赋值，构造函数由编译器自动调用，无须手动调用。
析构函数：主要作用在于对象销毁前系统自动调用，执行一些清理工作。

构造函数语法：

类名(){}

1. 构造函数，没有返回值也不写void
2. 函数名称与类名相同
3. 构造函数可以有参数，因此可以发生重载
4. 程序在调用对象时候会自动调用构造，无须手动调用,而且只会调用一次

析构函数语法：

~类名(){}

1. 析构函数，没有返回值也不写void
2. 函数名称与类名相同,在名称前加上符号 ~
3. 析构函数不可以有参数，因此不可以发生重载
4. 程序在对象销毁前会自动调用析构，无须手动调用,而且只会调用一次

示例：

class Person
{
public:
	// 构造函数
	Person()
	{
		cout << "Person的构造函数调用" << endl;
	}
	// 析构函数
	~Person()
	{
		cout << "Person的析构函数调用" << endl;
	}
};
 
void test01()
{
	Person p; // 栈上的对象，test01执行完毕后，p释放，调用析构
}
 
int main() {
 
	test01();
 
	system("pause");
 
	return 0;
}

构造函数的分类及调用

两种分类方式：

按参数分为：有参构造和无参构造
按类型分为：普通构造和拷贝构造

三种调用方式：

括号法
显示法
隐式转换法

示例：

class Person {
public:
	// 无参（默认）构造函数
	Person() {
		cout << "无参构造函数!" << endl;
	}
	// 有参构造函数
	Person(int a) {
		age = a;
		cout << "有参构造函数!" << endl;
	}
	// 拷贝构造函数
	Person(const Person& p) {
		age = p.age;
		cout << "拷贝构造函数!" << endl;
	}
	// 析构函数
	~Person() {
		cout << "析构函数!" << endl;
	}
public:
	int age;
};
 
// 2、构造函数的调用
// 调用无参构造函数
void test01() {
	Person p; // 调用无参构造函数
}
 
// 调用有参的构造函数
void test02() {
 
	// 2.1  括号法，常用
	Person p1(10);
	// 注意1：调用无参构造函数不能加括号，如果加了编译器认为这是一个函数声明
	// Person p2();
 
	// 2.2 显式法
	Person p2 = Person(10);
	Person p3 = Person(p2);
	// Person(10)单独写就是匿名对象  当前行结束之后，马上析构
 
	// 2.3 隐式转换法
	Person p4 = 10; // Person p4 = Person(10);
	Person p5 = p4; // Person p5 = Person(p4);
 
	// 注意2：不能利用 拷贝构造函数 初始化匿名对象 编译器认为是对象声明
	// Person p5(p4);
}
 
int main() {
 
	test01();
	// test02();
 
	system("pause");
 
	return 0;
}

拷贝构造函数调用时机

C++中拷贝构造函数调用时机通常有三种情况：

使用一个已经创建完毕的对象来初始化一个新对象
值传递的方式给函数参数传值
以值方式返回局部对象

示例：

class Person {
public:
	Person() {
		cout << "无参构造函数!" << endl;
		mAge = 0;
	}
	Person(int age) {
		cout << "有参构造函数!" << endl;
		mAge = age;
	}
	Person(const Person& p) {
		cout << "拷贝构造函数!" << endl;
		mAge = p.mAge;
	}
	~Person() {
		cout << "析构函数!" << endl;
	}
public:
	int mAge;
};
 
// 1. 使用一个已经创建完毕的对象来初始化一个新对象
void test01() {
	Person man(100); // p对象已经创建完毕
	Person newman(man); // 调用拷贝构造函数
	Person newman2 = man; // 拷贝构造
}
 
// 2. 值传递的方式给函数参数传值
// 相当于Person p1 = p;
void dowork(Person p1) {}
void test02() {
	Person p; // 无参构造函数
	dowork(p);
}
 
// 3. 以值方式返回局部对象
Person dowork2()
{
	Person p1;
	cout << (int*)&p1 << endl;
	return p1;
}
 
void test03()
{
	Person p = dowork2();
	cout << (int*)&p << endl;
}

构造函数调用规则

默认情况下，c++编译器至少给一个类添加3个函数

1. 默认构造函数(无参，函数体为空)
2. 默认析构函数(无参，函数体为空)
3. 默认拷贝构造函数，对属性进行值拷贝

构造函数调用规则如下：

如果用户定义有参构造函数，c++不在提供默认无参构造，但是会提供默认拷贝构造
如果用户定义拷贝构造函数，c++不会再提供其他构造函数

深拷贝与浅拷贝

深浅拷贝是面试经典问题，也是常见的一个坑。

浅拷贝：简单的赋值拷贝操作
深拷贝：在堆区重新申请空间，进行拷贝操作

示例：

class Person {
public:
	// 无参（默认）构造函数
	Person() {
		cout << "无参构造函数!" << endl;
	}
	// 有参构造函数
	Person(int age, int height) {
		cout << "有参构造函数!" << endl;
		m_age = age;
		m_height = new int(height);
	}
	// 拷贝构造函数
	Person(const Person& p) {
		cout << "拷贝构造函数!" << endl;
		// 如果不利用深拷贝在堆区创建新内存，会导致浅拷贝带来的重复释放堆区问题
		m_age = p.m_age;
		m_height = new int(*p.m_height);
	}
	// 析构函数
	~Person() {
		cout << "析构函数!" << endl;
		if (m_height != NULL)
		{
			delete m_height;
			m_height = NULL;
		}
	}
public:
	int m_age;
	int* m_height;
};
 
void test01()
{
	Person p1(18, 180);
	Person p2(p1);
	cout << "p1的年龄： " << p1.m_age << " 身高： " << *p1.m_height << endl;
	cout << "p2的年龄： " << p2.m_age << " 身高： " << *p2.m_height << endl;
}

总结： 如果属性有在堆区开辟的，一定自己提供拷贝构造函数，防止浅拷贝带来的问题。

初始化列表

作用： C++提供了初始化列表语法，用来初始化属性。

语法：

构造函数(): 属性1(值1), 属性2(值2) ... {}

示例：

class Person {
public:
	// 初始化列表方式初始化
	Person(int a, int b, int c) :m_A(a), m_B(b), m_C(c) {}
	void PrintPerson() {
		cout << "mA:" << m_A << endl;
		cout << "mB:" << m_B << endl;
		cout << "mC:" << m_C << endl;
	}
private:
	int m_A;
	int m_B;
	int m_C;
};
 
int main() {
	Person p(1, 2, 3);
	p.PrintPerson();
	return 0;
}

类对象作为类成员

C++类中的成员可以是另一个类的对象，我们称该成员为 对象成员。

示例：

class A {}
class B
{
    A a;
}

B类中有对象A作为成员，A为对象成员。

那么当创建B对象时，A与B的构造和析构的顺序是谁先谁后？

构造的顺序是：先调用对象成员的构造，再调用本类构造
析构顺序与构造相反

静态成员

静态成员就是在成员变量和成员函数前加上关键字static，称为静态成员。

静态成员分为：

静态成员变量
- 所有对象共享一份数据
- 在编译阶段分配内存
- 类内声明，类外初始化
静态成员函数
- 所有对象共享一个函数
- 静态成员函数只能访问静态成员变量

示例1：静态成员变量

class Person
{
public:
	static int m_A; // 静态成员变量
	// 静态成员变量特点：
	// 1 在编译阶段分配内存
	// 2 类内声明，类外初始化
	// 3 所有对象共享一份数据
 
private:
	static int m_B; // 静态成员变量也是有访问权限的
};
int Person::m_A = 10;
int Person::m_B = 10;
 
void test01()
{
	// 静态成员变量两种访问方式
 
	// 1、通过对象
	Person p1;
	p1.m_A = 100;
	cout << "p1.m_A = " << p1.m_A << endl;
 
	Person p2;
	p2.m_A = 200;
	cout << "p1.m_A = " << p1.m_A << endl; // 共享同一份数据
	cout << "p2.m_A = " << p2.m_A << endl;
 
	// 2、通过类名
	cout << "m_A = " << Person::m_A << endl;
	// cout << "m_B = " << Person::m_B << endl; // 私有权限访问不到
}

示例2：静态成员函数

class Person
{
public:
	// 静态成员函数特点：
	// 1 程序共享一个函数
	// 2 静态成员函数只能访问静态成员变量
 
	static void func()
	{
		cout << "func调用" << endl;
		m_A = 100;
		// m_B = 100; // 错误，不可以访问非静态成员变量
	}
 
	static int m_A; // 静态成员变量
	int m_B; // 
private:
	static void func2()
	{
		cout << "func2调用" << endl;
	}
};
int Person::m_A = 10;
 
void test01()
{
	// 静态成员变量两种访问方式
 
	// 1、通过对象
	Person p1;
	p1.func();
 
	// 2、通过类名
	Person::func();
 
	// Person::func2(); // 私有权限访问不到
}

C++对象模型和this指针

成员变量和成员函数分开存储

在C++中，类内的成员变量和成员函数分开存储。只有非静态成员变量才属于类的对象上。

示例：

class Person {
public:
	Person() {
		mA = 0;
	}
	// 非静态成员变量占对象空间
	int mA;
	// 静态成员变量不占对象空间
	static int mB;
	// 函数也不占对象空间，所有函数共享一个函数实例
	void func() {
		cout << "mA:" << this->mA << endl;
	}
	// 静态成员函数也不占对象空间
	static void sfunc() {
	}
};
 
int main() {
	cout << sizeof(Person) << endl; // 输出结果为4，只包含mA的大小
	system("pause");
	return 0;
}

this指针概念

通过4.3.1我们知道在C++中成员变量和成员函数是分开存储的。每一个非静态成员函数只会诞生一份函数实例，也就是说多个同类型的对象会共用一块代码。那么问题是：这一块代码是如何区分那个对象调用自己的呢？

c++通过提供特殊的对象指针，this指针，解决上述问题。this指针指向被调用的成员函数所属的对象。

this指针是隐含每一个非静态成员函数内的一种指针。 this指针不需要定义，直接使用即可。

this指针的用途：

当形参和成员变量同名时，可用this指针来区分
在类的非静态成员函数中返回对象本身，可使用return *this

示例：

class Person
{
public:
	Person(int age)
	{
		// 1、当形参和成员变量同名时，可用this指针来区分
		this->age = age;
	}
 
	Person& PersonAddPerson(Person p)
	{
		this->age += p.age;
		// 返回对象本身
		return *this;
	}
 
	int age;
};
 
void test01()
{
	Person p1(10);
	cout << "p1.age = " << p1.age << endl;
 
	Person p2(10);
	// 链式编程思想
	p2.PersonAddPerson(p1).PersonAddPerson(p1).PersonAddPerson(p1);
	cout << "p2.age = " << p2.age << endl;
}

空指针访问成员函数

C++中空指针也是可以调用成员函数的，但是也要注意有没有用到this指针。如果用到this指针，需要加以判断保证代码的健壮性。

示例：

// 空指针 访问成员函数
class Person {
public:
	void ShowClassName() {
		cout << "我是Person类!" << endl;
	}
	void ShowPerson() {
		if (this == NULL) {
			return;
		}
		cout << mAge << endl;
	}
public:
	int mAge;
};
 
void test01()
{
	Person * p = NULL;
	p->ShowClassName(); // 空指针，可以调用成员函数
	p->ShowPerson();    // 但是如果成员函数中用到了this指针，就不可以了
}

const修饰成员函数

常函数：

成员函数后加const我们称为这个函数为常函数
常函数内不可以修改成员属性
成员属性声明时加关键字mutable后，在常函数中依然可以修改

常对象：

声明对象前加const称该对象为常对象
常对象只能调用常函数

示例：

class Person {
public:
	Person() {
		m_A = 0;
		m_B = 0;
	}
 
	// this指针的本质是一个指针常量，指针的指向不可修改
	// 如果想让指针指向的值也不可以修改，需要声明常函数
	void ShowPerson() const {
		// const Type* const pointer;
		// this = NULL; // 不能修改指针的指向 Person* const this;
		// this->mA = 100; // 但是this指针指向的对象的数据是可以修改的
 
		// const修饰成员函数，表示指针指向的内存空间的数据不能修改，除了mutable修饰的变量
		this->m_B = 100;
	}
 
	void MyFunc() const {
		// mA = 10000;
	}
 
public:
	int m_A;
	mutable int m_B; // 可修改 可变的
};
 
// const修饰对象  常对象
void test01() {
	const Person person; // 常对象
	cout << person.m_A << endl;
	// person.mA = 100; // 常对象不能修改成员变量的值,但是可以访问
	person.m_B = 100; // 但是常对象可以修改mutable修饰成员变量
 
	// 常对象访问成员函数
	person.MyFunc(); // 常对象不能调用const的函数
}

友元

生活中你的家有客厅(Public)，有你的卧室(Private)。客厅所有来的客人都可以进去，但是你的卧室是私有的，也就是说只有你能进去。但是呢，你也可以允许你的好闺蜜好基友进去。

在程序里，有些私有属性也想让类外特殊的一些函数或者类进行访问，就需要用到友元的技术。

友元的目的就是让一个函数或者类访问另一个类中私有成员。

友元的关键字为 friend。

友元的三种实现：

全局函数做友元
类做友元
成员函数做友元

全局函数做友元

示例：

class Building
{
	// 告诉编译器 goodGay全局函数 是 Building类的好朋友，可以访问类中的私有内容
	friend void goodGay(Building * building);
 
public:
	Building()
	{
		this->m_SittingRoom = "客厅";
		this->m_BedRoom = "卧室";
	}
 
public:
	string m_SittingRoom; // 客厅
 
private:
	string m_BedRoom; // 卧室
};
 
void goodGay(Building * building)
{
	cout << "好基友正在访问： " << building->m_SittingRoom << endl;
	cout << "好基友正在访问： " << building->m_BedRoom << endl;
}

类做友元

示例：

class Building;
class goodGay
{
public:
	goodGay();
	void visit();
 
private:
	Building *building;
};
 
class Building
{
	// 告诉编译器 goodGay类是Building类的好朋友，可以访问到Building类中私有内容
	friend class goodGay;
 
public:
	Building();
 
public:
	string m_SittingRoom; // 客厅
private:
	string m_BedRoom;// 卧室
};
 
Building::Building()
{
	this->m_SittingRoom = "客厅";
	this->m_BedRoom = "卧室";
}
 
goodGay::goodGay()
{
	building = new Building;
}
 
void goodGay::visit()
{
	cout << "好基友正在访问" << building->m_SittingRoom << endl;
	cout << "好基友正在访问" << building->m_BedRoom << endl;
}

成员函数做友元

示例：

class Building;
class goodGay
{
public:
	goodGay();
	void visit(); // 只让visit函数作为Building的好朋友，可以发访问Building中私有内容
	void visit2();
 
private:
	Building *building;
};
 
class Building
{
	// 告诉编译器 goodGay类中的visit成员函数 是Building好朋友，可以访问私有内容
	friend void goodGay::visit();
 
public:
	Building();
 
public:
	string m_SittingRoom; // 客厅
private:
	string m_BedRoom;// 卧室
};
// (函数实现略，逻辑同上)

运算符重载

运算符重载概念：对已有的运算符重新进行定义，赋予其另一种功能，以适应不同的数据类型。

加号运算符重载

作用： 实现两个自定义数据类型相加的运算。

示例：

class Person {
public:
	Person() {};
	Person(int a, int b)
	{
		this->m_A = a;
		this->m_B = b;
	}
	// 成员函数实现 + 号运算符重载
	Person operator+(const Person& p) {
		Person temp;
		temp.m_A = this->m_A + p.m_A;
		temp.m_B = this->m_B + p.m_B;
		return temp;
	}
 
public:
	int m_A;
	int m_B;
};
 
// 全局函数实现 + 号运算符重载
// Person operator+(const Person& p1, const Person& p2) {
// 	Person temp(0, 0);
// 	temp.m_A = p1.m_A + p2.m_A;
// 	temp.m_B = p1.m_B + p2.m_B;
// 	return temp;
// }
 
// 运算符重载 可以发生函数重载
Person operator+(const Person& p2, int val)
{
	Person temp;
	temp.m_A = p2.m_A + val;
	temp.m_B = p2.m_B + val;
	return temp;
}
 
void test() {
	Person p1(10, 10);
	Person p2(20, 20);
 
	// 成员函数方式
	Person p3 = p2 + p1; // 相当于 p2.operaor+(p1)
	cout << "mA:" << p3.m_A << " mB:" << p3.m_B << endl;
 
	Person p4 = p3 + 10; // 相当于 operator+(p3,10)
	cout << "mA:" << p4.m_A << " mB:" << p4.m_B << endl;
}

总结1： 对于内置的数据类型的表达式的运算符是不可能改变的
总结2： 不要滥用运算符重载

左移运算符重载

作用： 可以输出自定义数据类型。

示例：

class Person {
	friend ostream& operator<<(ostream& out, Person& p);
public:
	Person(int a, int b)
	{
		this->m_A = a;
		this->m_B = b;
	}
private:
	int m_A;
	int m_B;
};
 
// 全局函数实现左移重载
// ostream对象只能有一个
ostream& operator<<(ostream& out, Person& p) {
	out << "a:" << p.m_A << " b:" << p.m_B;
	return out;
}
 
void test() {
	Person p1(10, 20);
	cout << p1 << "hello world" << endl; // 链式编程
}

递增运算符重载

作用： 通过重载递增运算符，实现自己的整型数据。

示例：

class MyInteger {
	friend ostream& operator<<(ostream& out, MyInteger myint);
public:
	MyInteger() {
		m_Num = 0;
	}
	// 前置++
	MyInteger& operator++() {
		// 先++
		m_Num++;
		// 再返回
		return *this;
	}
 
	// 后置++
	MyInteger operator++(int) {
		// 先返回
		MyInteger temp = *this; // 记录当前本身的值，然后让本身的值加1，但是返回的是以前的值
		// 达到先返回后++：
		m_Num++;
		return temp;
	}
 
private:
	int m_Num;
};
 
ostream& operator<<(ostream& out, MyInteger myint) {
	out << myint.m_Num;
	return out;
}
 
// 前置++ 先++ 再返回
void test01() {
	MyInteger myInt;
	cout << ++myInt << endl;
	cout << myInt << endl;
}

总结： 前置递增返回引用，后置递增返回值。

赋值运算符重载

c++编译器至少给一个类添加4个函数

默认构造函数(无参，函数体为空)
默认析构函数(无参，函数体为空)
默认拷贝构造函数，对属性进行值拷贝
赋值运算符 operator=, 对属性进行值拷贝

如果类中有属性指向堆区，做赋值操作时也会出现深浅拷贝问题。

示例：

class Person
{
public:
	Person(int age)
	{
		// 将年龄数据开辟到堆区
		m_Age = new int(age);
	}
 
	// 重载赋值运算符
	Person& operator=(Person &p)
	{
		if (m_Age != NULL)
		{
			delete m_Age;
			m_Age = NULL;
		}
		// 编译器提供的代码是浅拷贝
		// m_Age = p.m_Age;
 
		// 提供深拷贝 解决浅拷贝的问题
		m_Age = new int(*p.m_Age);
 
		// 返回自身
		return *this;
	}
 
	~Person()
	{
		if (m_Age != NULL)
		{
			delete m_Age;
			m_Age = NULL;
		}
	}
	// 年龄的指针
	int *m_Age;
};
 
void test01()
{
	Person p1(18);
	Person p2(20);
	Person p3(30);
 
	p3 = p2 = p1; // 赋值操作
 
	cout << "p1的年龄为： " << *p1.m_Age << endl;
	cout << "p2的年龄为： " << *p2.m_Age << endl;
	cout << "p3的年龄为： " << *p3.m_Age << endl;
}

关系运算符重载

作用： 重载关系运算符，可以让两个自定义类型对象进行对比操作。

示例：

class Person
{
public:
	Person(string name, int age)
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	};
 
	bool operator==(Person & p)
	{
		if (this->m_Name == p.m_Name && this->m_Age == p.m_Age)
		{
			return true;
		}
		else
		{
			return false;
		}
	}
 
	bool operator!=(Person & p)
	{
		if (this->m_Name == p.m_Name && this->m_Age == p.m_Age)
		{
			return false;
		}
		else
		{
			return true;
		}
	}
 
	string m_Name;
	int m_Age;
};

函数调用运算符重载

函数调用运算符 () 也可以重载
由于重载后使用的方式非常像函数的调用，因此称为仿函数
仿函数没有固定写法，非常灵活

示例：

class MyPrint
{
public:
	void operator()(string text)
	{
		cout << text << endl;
	}
};
void test01()
{
	// 重载的 () 操作符 也称为仿函数
	MyPrint myFunc;
	myFunc("hello world");
}
 
class MyAdd
{
public:
	int operator()(int v1, int v2)
	{
		return v1 + v2;
	}
};
 
void test02()
{
	MyAdd add;
	int ret = add(10, 10);
	cout << "ret = " << ret << endl;
 
	// 匿名对象调用
	cout << "MyAdd()(100,100) = " << MyAdd()(100, 100) << endl;
}

继承

继承是面向对象三大特性之一

有些类与类之间存在特殊的关系，例如下图中的动物与猫、狗。

继承的基本语法

例如我们看到很多网站中，都有公共的头部，公共的底部，甚至公共的左侧列表，只有中心内容不同。接下来我们分别利用普通写法和继承的写法来实现网页中的内容，看一下继承存在的意义以及好处。

普通实现：

// Java页面
class Java
{
public:
	void header()
	{
		cout << "首页、公开课、登录、注册...（公共头部）" << endl;
	}
	void footer()
	{
		cout << "帮助中心、交流合作、站内地图...（公共底部）" << endl;
	}
	void left()
	{
		cout << "Java,Python,C++...(公共分类列表)" << endl;
	}
	void content()
	{
		cout << "JAVA学科视频" << endl;
	}
};

继承实现：

// 公共页面
class BasePage
{
public:
	void header()
	{
		cout << "首页、公开课、登录、注册...（公共头部）" << endl;
	}
	void footer()
	{
		cout << "帮助中心、交流合作、站内地图...（公共底部）" << endl;
	}
	void left()
	{
		cout << "Java,Python,C++...(公共分类列表)" << endl;
	}
};
 
// Java页面
class Java : public BasePage
{
public:
	void content()
	{
		cout << "JAVA学科视频" << endl;
	}
};

总结： 继承的好处：可以减少重复的代码 class A : public B; A 类称为子类或派生类 B 类称为父类或基类

派生类中的成员，包含两大部分： 一类是从基类继承过来的，一类是自己增加的成员。从基类继承过来的表现其共性，而新增的成员体现了其个性。

继承方式

继承的语法：

class 子类 : 继承方式 父类

继承方式一共有三种：

公共继承
保护继承
私有继承

继承中的对象模型

问题： 从父类继承过来的成员，哪些属于子类对象中？

示例：

class Base
{
public:
	int m_A;
protected:
	int m_B;
private:
	int m_C; // 私有成员只是被隐藏了，但是还是会继承下去
};
 
// 公共继承
class Son :public Base
{
public:
	int m_D;
};
 
void test01()
{
	cout << "sizeof Son = " << sizeof(Son) << endl; // 结果为16
}

继承中构造和析构顺序

子类继承父类后，当创建子类对象，也会调用父类的构造函数

问题： 父类和子类的构造和析构顺序是谁先谁后？

结论：

1. 继承中 先调用父类构造，再调用子类构造
2. 析构顺序与构造相反

继承同名成员处理方式

问题： 当子类与父类出现同名的成员，如何通过子类对象，访问到子类或父类中同名的数据呢？

访问子类同名成员直接访问即可
访问父类同名成员需要加作用域

总结：

1. 子类对象可以直接访问到子类中同名成员
2. 子类对象加作用域可以访问到父类同名成员
3. 当子类与父类拥有同名的成员函数，子类会隐藏父类中同名成员函数，加作用域可以访问到父类中同名函数

继承同名静态成员处理方式

问题： 继承中同名的静态成员在子类对象上如何进行访问？

静态成员和非静态成员出现同名，处理方式一致

访问子类同名成员直接访问即可
访问父类同名成员需要加作用域

总结： 同名静态成员处理方式和非静态处理方式一样，只不过有两种访问的方式（通过对象和通过类名）

多继承语法

C++允许一个类继承多个类

语法：

class 子类 : 继承方式 父类1 , 继承方式 父类2...

多继承可能会引发父类中有同名成员出现，需要加作用域区分

C++实际开发中不建议用多继承

菱形继承

菱形继承概念：

两个派生类继承同一个基类
又有某个类同时继承者两个派生类
这种继承被称为菱形继承，或者钻石继承

典型案例： 羊继承了动物，驼继承了动物，羊驼继承了羊和驼。 (菱形继承会导致数据有两份，资源浪费，利用虚继承可以解决该问题)

多态

多态的基本概念

多态是C++面向对象三大特性之一

多态分为两类

静态多态: 函数重载和运算符重载属于静态多态，复用函数名
动态多态: 派生类和虚函数实现运行时多态

静态多态和动态多态区别：

静态多态的函数地址早绑定 - 编译阶段确定函数地址
动态多态的函数地址晚绑定 - 运行阶段确定函数地址

纯虚函数和抽象类

在多态中，通常父类中虚函数的实现是毫无意义的，主要都是调用子类重写的内容

因此可以将虚函数改为纯虚函数

纯虚函数语法：

virtual 返回值类型 函数名 (参数列表) = 0 ;

当类中有了纯虚函数，这个类也称为抽象类

抽象类特点：

无法实例化对象
子类必须重写抽象类中的纯虚函数，否则也属于抽象类

虚析构和纯虚析构

多态使用时，如果子类中有属性开辟到堆区，那么父类指针在释放时无法调用到子类的析构代码

解决方式： 将父类中的析构函数改为虚析构或者纯虚析构

虚析构和纯虚析构共性：

可以解决父类指针释放子类对象
都需要有具体的函数实现

虚析构和纯虚析构区别：

如果是纯虚析构，该类属于抽象类，无法实例化对象

虚析构语法：

virtual ~类名(){}

纯虚析构语法：

virtual ~类名() = 0;
类名::~类名(){}

目录

类和对象

封装

封装的意义

struct和class区别

成员属性设置为私有

对象的初始化和清理

构造函数和析构函数

构造函数的分类及调用

拷贝构造函数调用时机

构造函数调用规则

深拷贝与浅拷贝

初始化列表

类对象作为类成员

静态成员

C++对象模型和this指针

成员变量和成员函数分开存储

this指针概念

空指针访问成员函数

const修饰成员函数

友元

全局函数做友元

类做友元

成员函数做友元

运算符重载

加号运算符重载

左移运算符重载

递增运算符重载

赋值运算符重载

关系运算符重载

函数调用运算符重载

继承

继承的基本语法

继承方式

继承中的对象模型

继承中构造和析构顺序

继承同名成员处理方式

继承同名静态成员处理方式

多继承语法

菱形继承

多态

多态的基本概念

纯虚函数和抽象类

虚析构和纯虚析构